В докладе Л.А. Борисова (МКБ "НИИХимавтоматика"), Ю.О. Резника (МАИ) рассмотрена автоматизированная система управления промышленным хроматографом. Трехуровневая микропроцессорная система управления промышленным хроматографом построена на принципах открытых архитектур, обеспечивает автономную работу прибора при контроле качества продукта в непрерывном технологическом цикле. Первый уровень системы – измерительная часть – использует современный АЦП в интегральном исполнении на 24 двоичных разряда и простейший микроконтроллер типа AVR компании Atmel. Здесь используются стандартные интерфейсы SPI и RS-232. Второй уровень системы обеспечивает прием измерительных данных, управление клапанами пробоотборников, системами стабилизации температур токов детекторов. На этом уровне также осуществляется первичная обработка измерительных данных, их долговременное хранение и выдача по запросу на верхний уровень для окончательной обработки и представления оператору. Центральным элементом второго уровня является промышленный контроллер с микропроцессором типа Motorola 68302, снабженный ОС РВ типа OS9. Верхний уровень системы управления (АРМ оператора) выполнен на ПЭВМ. Он снабжен интерфейсом, дружественным для пользователя, и обеспечивает архивацию данных, расчет характеристик хроматограмм, трендов и т.п.

Способам изменения качества управления объектом при помощи нечеткого логического регулятора посвящен доклад Д.Н. Анисимова, Е.А. Прохорова, С.В. Симина (МЭИ). В докладе рассматриваются свойства нечетких логических регуляторов (НЛР) при изменении логических базисов. Проведен анализ статических характеристик НЛР и их влияния на качество управления динамическими объектами. Даются рекомендации по использованию различных логических базисов. Интеллектуальным системам оперативного контроля и предупреждения экстремальных ситуаций на испытательных стендах был посвящен доклад А.А. Егорова и В.В. Князевой (МАИ). Было отмечено, что построение системы оперативного контроля и предупреждения экстремальных ситуаций и ее подсистем соответствует принципам построения больших адаптивных (самообучающихся) систем с накоплением (архивированием) и анализом опыта контроля экстремальных ситуаций и поэтапным совершенствованием и вводом в эксплуатацию отдельных подсистем ввода/вывода измерительных данных. При авариях на промышленных и энергетических объектах возможным вариантом развития событий является выброс вовнутрь зданий горючих веществ с последующим образованием газовоздушной смеси, взрывное горение которой представляет значительную опасность для персонала, технологического оборудования и строительных конструкций здания. В докладе представлена разработанная методология построения алгоритмического и программно-аппаратного обеспечения системы оперативного контроля и регистрации экстремальной пожароопасной ситуации (СОКР ЭПОС) испытательных стендов.

В докладе С.В. Киор (МИРЭА) рассмотрены вопросы аппаратной реализации нейронных сетей на базе ПЛИС. Аппаратно-нейронная сеть может быть реализована на базе оптико-электронных технологий, аналоговой электроники, специализированных нейро-процессоров, СБИС, ПЛИС. К преимуществам нейронных сетей, построенных на технологии ПЛИС, относятся дешевизна, простота расширения, высокое быстродействие и возможность каскадирования. Основной принцип построения цифровых нейронных сетей на ПЛИС и СБИС – использование параллельных структур, взаимодействующих синхронно. Нейроны соединяются при помощи параллельных мультиплексированных шин. Была реализована схема цифровой многослойной нейронной сети обратного распространения для управления скоростью вращения ведущих колес мобильного робота "Электроника НЦТМ-25М" и проведены модельные эксперименты, результаты которых подтвердили эффективность развиваемого подхода.

Программно-аппаратной реализации электронной части оптоэлектронного процессора (ОП), работающего по алгоритму DMAC, был посвящен доклад А.А. Егорова, С.Ю. Соловьёва (МАИ) и Г.Е. Паппэ (НИИРО). Разрабатываемый НИИРО ОП представляет собой оптоэлектронный вектор-матричный перемножитель, использующий многоуровневые вычисления по алгоритму обработки цифровых сигналов DMAC (Digital Multiplication via Alon Convolution). Алгоритм состоит в получении дискретной свертки последовательностей цифр, представляющих перемножаемые числа в некоторой системе счисления. Полученная последовательность интерпретируется как запись результата перемножения в смешанном коде. ОЭП предназначен для управления диаграммой направленности фазированной антенной решетки (ФАР). В качестве основной элементной базы для построения электронной части ОЭП выбраны программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) системного уровня интеграции семейства FPSLIC фирмы Atmel. Микросхемы FPSLIC содержат на кристалле три составные части: матрицу программируемых пользователем логических блоков (Field Programmable Gate Array – FPGA) логической емкости от 10000 до 40000 эквивалентных вентилей, статическое ОЗУ объемом до 36 Кбайт с временем доступа 15 не и ядро RISC-микроконтроллера ATmegal61 семейства AVR, работающее на частоте до 40 МГц. Важным достоинством ПЛИС семейства FPSLIC является возможность динамической реконфигурации матрицы FPGA. Заданный алгоритм управления и обработки данных реализован в виде программно-аппаратного комплекса, конфигурация аппаратной части которого выполнена на языке описания цифровых устройств VHDL, алгоритмы обмена данными написаны на языке АССЕМБЛЕР микроконтроллеров семейства AVR.

Доклад А.П. Хныкина и М.В. Гладышева (МГАПИ) был посвящен вопросам моделирования нечеткого контроллера робота-манипулятора модульного типа РПМ-25. Данная модель робота имеет шесть степеней свободы. В докладе отмечалось, что основная область применения нечеткой логики – электронные системы различного назначения, от систем оценки глобального загрязнения атмосферы и предсказания землетрясений до АСУ заводских цехов и ТП. Основные виды и характеристики структур информационно-измерительной системы промышленного робота рассмотрены в докладе О.А. Голотенковой (МГАПИ). Основной задачей исследования промышленного робота является синтез такой структуры ИИС, которая обеспечила бы минимальный цикл обмена информацией между модулями и необходимый объем передаваемой информации.

В докладе Б.А. Кораблева (ФГУП "МКБ Факел") и А.В. Шаронова (МАИ) рассматривалось информационное обеспечение компьютерной системы управления полунатурными неразрушающими динамическими испытаниями объектов новой техники на примере автоматизированной системы вибрационных испытаний. Большое внимание было уделено оптимизации режимов стендовых вибрационных испытаний конструкций.

Проблеме выбора варианта технической реализации интерфейсного адаптера для информационно-измерительной аппаратуры был посвящен доклад О.В. Москаленко и Е.В. Барковой (МГАПИ). В сложившейся ситуации актуальной является задача построения ИИС на базе приборов с различными интерфейсами (VME, HP-IB и др.). Предлагается для построения универсальных адаптеров использовать ПЛИС и СБИС.

Доклад К.Н. Дозорова (МАИ) был посвящен аппаратно-программному комплексу управления приводом искусственного левого желудочка сердца (ПИЛЖС). Программный комплекс Artificial Heart предназначен для обеспечения качественной работы ПИЛЖС и состоит из двух уровней -"нижнего" и "верхнего". Нижний уровень разработан на базе микроконтроллера на RISC архитектуре фирмы Atmel AVR AT90S8535. Задачами данного уровня являются управление силовой частью привода и взаимодействие с верхним уровнем. В качестве контролируемых параметров выбраны: частота сердечных сокращений, соотношение систола/диастола и характеристики хода толкателя насоса. "Верхний" уровень работает в среде MS Windows 98/МЕ/2000/ХР и представляет собой монитор состояния ПИЛЖС. Разработанный программный комплекс прошел стендовые и натурные клинические испытания с живым бычком. Разработке и анализу систем автоматического управления для ПИЛЖС был посвящен доклад Д.А. Суркова (МАИ). Цель работы – разработка и анализ систем автоматического управления для привода искусственного левого желудочка сердца. Была создана подробная математическая модель ПИЛЖС, учитывающая его электромеханические характеристики, а также модель датчиков управления двигателем. Разработана математическая модель САУ для ПИЛЖС, включающая в себя: требуемые (программные) значения параметров управления, форму требуемого управления, выбранную с учетом оптимальных медицинских критериев, характер взаимосвязей между различными блоками модели, необходимые отрицательные обратные связи, обеспечивающие заданную точность управления. Затем был проведен синтез моделей САУ для ПИЛЖС, по результатам которого была синтезирована оптимальная "требуемая" форма управления приводом. Разработанная САУ также прошла стендовые и натурные клинические испытания с живым бычком. Большое число докладов было посвящено разработкам, обеспечивающим качественный учебный процесс.

Заключение. В настоящем обзоре упомянуты лишь те доклады, которые касаются тематики журнала "Промышленные АСУ и контроллеры". Однако, как видно даже из краткого перечисления содержания докладов, нечёткие или мягкие вычисления занимают значительное место в арсенале разработчика АСУТП.